第一课土木工程学土木工程学作为最老工程技术学科，是指规划，设计，施工及对建筑环境管理。

此处环境涉及建筑符合科学规范所有构造，从灌溉和排水系统到火箭发射设施。

土木工程师建造道路，桥梁，管道，大坝，海港，发电厂，给排水系统，医院，学校，公共交通和其她当代社会和大量人口集中地区基本公共设施。

她们也建造私有设施，例如飞机场，铁路，管线，摩天大楼，以及其她设计用作工业，商业和住宅途径大型构造。

此外，土木工程师还规划设计及建造完整都市和乡镇，并且近来始终在规划设计容纳设施齐全社区空间平台。

土木一词来源于拉丁文词“公民”。

在1782年，英国人John Smeaton为了把她非军事工程工作区别于当时占优势地位军事工程师工作而采用名词。

自从那时起，土木工程学被用于提及从事公共设施建设工程师，尽管其包括领域更为辽阔。

领域。

由于包括范畴太广，土木工程学又被细分为大量技术专业。

不同类型工程需要各种不同土木工程专业技术。

一种项目开始时候，土木工程师要对场地进行测绘，定位有用布置，如地下水水位，下水道，和电力线。

岩土工程专家则进行土力学实验以拟定土壤能否承受工程荷载。

环境工程专家研究工程对本地影响，涉及对空气和地下水也许污染，对本地动植物生活影响，以及如何让工程设计满足政府针对环保需要。

交通工程专家拟定必须不同种类设施以减轻由整个工程导致对本地公路和其她交通网络承担。

同步，构造工程专家运用初步数据对工程作详细规划，设计和阐明。

从项目开始到结束，对这些土木工程专家工作进行监督和调配则是施工管理专家。

依照其她专家所提供信息，施工管理专家计算材料和人工数量和耗费，所有工作进度表，订购工作所需要材料和设备，雇佣承包商和分包商，还要做些额外监督工作以保证工程能准时按质完毕。

贯穿任何给定项目，土木工程师都需要大量使用计算机。

计算机用于设计工程中使用多数元件（即计算机辅助设计，或者CAD）并对其进行管理。

计算机成为了当代土木工程师必备品，由于它使得工程师能有效地掌控所需大量数据从而拟定建造一项工程最佳办法。

构造工程学。

在这一专业领域，土木工程师规划设计各种类型构造，涉及桥梁，大坝，发电厂，设备支撑，海面上特殊构造，美国太空筹划，发射塔，庞大天文和无线电望远镜，以及许多其她种类项目。

构造工程师应用计算机拟定一种构造必要承受力：自重，风荷载和飓风荷载，建筑材料温度变化引起胀缩，以及地震荷载。

她们也需拟定不同种材料如钢筋，混凝土，塑料，石头，沥青，砖，铝或其她建筑材料等复合伙用。

水利工程学。

土木工程师在这一领域重要解决水物理控制方面种种问题。

她们项目用于协助防止洪水灾害，提供都市用水和灌溉用水，管理控制河流和水流物，维护河滩及其她滨水设施。

此外，她们设计和维护海港，运河与水闸，建造大型水利大坝与小型坝，以及各种类型围堰，协助设计海上构造并且拟定构造位置对航行影响。

岩土工程学。

专业于这个领域土木工程师对支撑构造并影响构造行为土壤和岩石特性进行分析。

她们计算建筑和其她构造由于自重压力也许引起沉降，并采用办法使之减少到最小。

她们也需计算并拟定如何加强斜坡和填充物稳定性以及如何保护构造免受地震和地下水影响。

环境工程学。

在这一工程学分支中，土木工程师设计，建造并监视系统以提供安全饮用水，同步防止和控制地表和地下水资源供应污染。

她们也设计，建造并监视工程以控制甚至消除对土地和空气污染。

她们建造供水和废水解决厂，设计空气净化器和其她设备以最小化甚至消除由工业加工、焚化及其她产烟生产活动引起空气污染。

她们也采用建造特殊倾倒地点或使用有毒有害物中和剂办法来控制有毒有害废弃物。

此外，工程师还对垃圾掩埋进行设计和管理以防止其对周边环境导致污染。

交通工程学。

从事这一专业领域土木工程师建造可以保证人和货品安全高效运营设施。

她们专门研究各种类型运送设施设计和维护，如公路和街道，公共交通系统，铁路和飞机场，港口和海港。

交通工程师应用技术知识及考虑经济，政治和社会因素来设计每一种项目。

她们工作和都市规划者十分相似，由于交通运送系统质量直接关系到社区质量。

渠道工程学。

在土木工程学这一支链中，土木工程师建造渠道和运送从煤泥浆(混合煤和水)和半流体废污，到水、石油和各种类型高度可燃和不可燃气体中分离出来液体，气体和固体有关设备。

工程师决定渠道设计，项目所处地区必要考虑到经济性和环境因素，以及所使用材料类型——钢、混凝土、塑料、或各种材料复合——安装技术，测试渠道强度办法，和控制所运送流体材料保持恰当压力和流速。

当流体中携带危险材料时，安全性因素也需要被考虑。

建筑工程学。

土木工程师在这个领域中从开始到结束监督项目建筑。

她们，有时被称为项目工程师，应用技术和管理技能，涉及建筑工艺，规划，组织，财务，和操作项目建设知识。

事实上，她们协调工程中每个人活动：测量员，布置和建造暂时道路和斜坡，开挖基本，支模板和浇注混凝土工人，以及钢筋工人。

这些工程师也向构造业主提供进度筹划报告。

社区和都市规划。

从事土木工程这一方面工程师也许规划和发展一种都市中社区，或整个都市。

此规划中所涉及远远不但仅为工程因素，土地开发使用和自然资源环境，社会和经济因素也是重要成分。

这些土木工程师对公共建设工程规划和私人建筑发展进行协调。

她们评估所需设施，涉及街道，公路，公共运送系统，机场，港口，给排水和污水解决系统，公共建筑，公园，和娱乐及其她设施以保证社会，经济和环境地协调发展。

照相测量，测量学和地图绘制。

在这一专业领域土木工程师精准测量地球表面以获得可靠信息来定位和设计工程项目。

这一方面涉及高工艺学办法，如卫星成相，航拍，和计算机成相。

来自人造卫星无线电信号，通过激光和音波柱扫描被转换为地图，为隧道钻孔，建造高速公路和大坝，绘制洪水控制和灌溉方案，定位也许影响建筑项目地下岩石构成，以及许多其她建筑用途提供更精准测量。

其她专门项目。

尚有两个并不完全在土木工程范畴里面但对训练相称重要附加专门项目是工程管理和工程教学。

工程管理。

许多土木工程师都选取最后通向管理职业。

其她则能让她们事业从管理位置开始。

土木工程管理者结合技术上知识和一种组织能力来协调劳动力，材料，机械和钱。

这些工程师也许工作在政府——市政、国家、州或联邦；在美国陆军军团作为军队或平民管理工程师；或在半自治地区，都市主管当局或相似组织。

她们也也许管理规模为从几种到百个雇员私营工程公司。

工程教学。

普通选取教学事业土木工程师专家研究生和本科生技术上专门项目。

许多从事教学土木工程师参加会导致建筑材料和施工办法技术革新基本研究。

多数也担任工程项目或技术领域顾问，和重要项目代理。

第二课建筑物与建筑学建筑物目是给人类活动提供一种遮风挡雨地方。

从穴居时代到当前，人类第一需要最基本就是有一种可以遮风避雨之所。

在一种比较普通感觉中，建筑物艺术包括人类试图控制环境和直接自然力以满足需要所获得所有成就。

除建筑物外，这种艺术还涉及大坝，运河，隧道，沟渠和桥。

遮风避雨建筑物设计和其她功用土木工程构造设计科学基本原理是相似。

而只是由于当代社会特定需要，这两个领域才沿着不同途径发展。

相似，关注作为遮风避雨建筑物重要营造者也不再是一种单独个体；相反是由各种专家构成小组：规划师，建筑师，工程师和建造者。

一种当代建筑物实现依赖这个小组集体智慧。

建筑物构造是建筑物功能、环境及各种社会经济因素共同作用产物。

公寓，办公大楼和学校不同在于它们实现功能不同。

公寓每一种可居住空间如起居室和卧室必要有来自窗户自然光，而浴室和厨房可以采用人造光源因而可以安排在建筑物内部。

这种必要设立对公寓进深必然有限制。

另一方面，对办公大楼而言，人造光源更能达到均匀照明规定，因而，对自然光需求不再有建筑物进深限制。

环境也许影响到建筑物形状和外观。

都市里学校通过使用空白围墙完全封闭于都市之外，而乡村学校也许发展成为景观一种重要某些，虽然两者实现同样功能。

最后，建筑物构造被各种社会经济因素影响，涉及地价，租赁，工程预算，分区限制。

都市高地价导致高层建筑物，而乡村低地价导致低建筑物。

富人住房建筑筹划不同于便宜住房建筑筹划。

有威望办公大楼预算将大大地超过其她办公大楼。

建筑物大小和外形也许受到分区限制。

在所有这些例子中，有着相似功能建筑物经常采用不同构造。

建筑学是建筑物艺术。

事实上所有建筑学都是关于为了人类使用而围住空间。

在任何特殊建筑物中所覆盖精准活动——广泛到从工厂一条装配线到一种家庭起居室——应当规定几种内部区域大小和形状。

这些空间也必要被安排在彼此合乎一定逻辑关系中。

此外，在建筑物中人类活动——建筑学中说法是“流通”——需要大厅，楼梯和电梯，它们尺寸受到预期荷载支配。

建筑物构造平面图，总是建筑师第一考虑，是进一步实现建筑物意图空间组织中这些不同目决定。

好平面组织可以指引访客到达她们在建筑物中目地并且使她们留下印象。

她们也许是下意识地被大厦很显然各个单元关联所指引。

相反地，不好平面组织将带来不便，挥霍和视觉混乱。

此外，一种构造需要较好地被建造。

它应当有构造需要和被选材料容许耐久性。

建筑学未经加工材料，如石，砖，木，钢或玻璃，某些决定了建筑物构造并对建筑物进行表达。

石能抵抗压缩，尽管一起压挤力几乎是不能拟定。

在一种实验室里压碎石是也许，但是对于实际应用，它抗压强度则是无限。

另一方面，石在抵抗各向拉力方面是很弱。

任何空间跨度梁在支承之间容易向下弯曲，梁下半区承受拉力。

由于石承受拉力能力很弱,这种材料梁相对地比较短，并且支撑间距比较小。

此外，石柱必要结实，其高宽比很少超过10。

在石类建筑中，门，窗及柱之间空间几乎都被迫高不不大于宽，这源于石垂直矩形美学。

石在西方世界建筑学中占有如此之高统治地位，以致，虽然在木构造建筑时期其恰当造型始终被妥善保护着，像在美国乔治王时代。

然后，石借助它自身构造类型，成为支撑楼板和屋顶墙，成为承重构造中密排柱，成为重要承受压力拱形构造。

木是一种纤维材料，相比其抵抗压力能力而言，它更易于抵抗拉力。

木制梁也许相对比石制梁长，并且木制柱较细且可以广泛地作一定间隔排列。

由于木自然性质常形成宽不不大于高水平矩形，这在日本建筑学中常被见到。

钢抗拉强度也等于或不不大于其抗压强度。

已经观测过钢构造建筑物建筑过程任何人一定曾注意到由细广泛地作一定间距排列柱及每个楼板长梁所构成水平格状矩形。

木和钢性质意味着框架构造——一种支撑楼板和屋顶骨架——任何铺面材料都也许是必须。

木和钢也准许悬臂构造，在这种构造中，梁投影超过支承最后一种测点。

最后，建筑学不但必要超过符合强度和空间实际需要，它也一定要使人得到精神满足。

建筑物应当使每一种零部件形成一种美学统一体。

因而，构造侧面和背面应当与正面具备足够一致性，可以使所有有关某些成为一种独立整体。

同样地，大某些内某些区也需要在外部设计上有所体现。